基于分形理论的赫巴流体在多孔介质中的渗流模型

杨仙¹，卢伟¹，金新^2,3，陈娟⁴，冯兴法⁵

1. 湖南科技大学资源环境与安全工程学院2. 中煤科工集团西安研究院有限公司3. 中南大学地球科学与信息物理学院4. 湖南科技大学信息与电气工程学院5. 中煤科工集团重庆设计研究院有限公司

摘 要：泥浆是一种用途广泛的工程浆液,在工程施工过程中会渗流进入地层,给工程带来一定的影响。为深入研究泥浆的渗流机理,把地层模拟为多孔介质,泥浆模拟为能更全面地反映其流变性能的赫巴流体,基于分形理论,建立赫巴流体在多孔介质中的渗流模型。基于渗流模型计算结果,详细分析压力梯度、流性指数、稠度系数及孔隙率等参数对多孔介质中赫巴流体瞬时平均流速的影响,指出流速变化与压力梯度、流性指数及稠度系数的变化均呈幂指数关系,与孔隙率变化呈二项式关系,且流性指数是一个影响赫巴流体渗流速度的极敏感因素。渗流模型计算结果为相关工程中泥浆方案的设计与施工奠定了一定的理论基础。

关键词：泥浆;赫巴流体;多孔介质;分形理论;渗流模型;